数字温度计的设计与制作-
毕业设计----多功能数字温度计的设计与制作
毕业设计(论文)《多功能数字温度计的设计与制作》专业(系)车辆电子班级学生姓名指导老师完成日期 2009. 11. 16毕业设计任务书一、课题名称:多功能数字温度计的设计与制作二、指导教师:三、设计内容与要求1 课题概述1)温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。
传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。
因此提出一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了基于AT89S51的两位数码管显示温度测量电路和通过编程的方式来实现实时时钟的显示、修改、定时闹铃等功能的时钟电路2 设计内容与要求设计内容:1)温度测量:能够实时显示当前的环境温度2)时钟功能:能够作为时钟使用,显示当前时间3)闹钟功能:能够在设定时间时钟时,作为闹铃发生4)时钟设置功能:能够设定时钟,修改当前时间5)电源电池或直流稳压电源输入:稳压至9V供电6)完成控制器的原理图和PCB板图的设计和制作7)完成软件程序的编写与调试8)对整机的调试,完成指定功能设计要求:1)原理图规范2)PCB板图规范、布局合理3)电路板制作工整、美观4)软件流程图标准5)程序采用结构化设计、可读性强3、设计参考书电力电子技术与应用高等教育出版社电机控制技术北京航空航天大学出版社模拟电子技术高等教育出版社数字电子技术高等教育出版社单片机C语言程序设计北京航空航天大学出版社单片机原理及应用中南大学出版社传感器与检测技术高等教育出版社4、设计说明书要求(小四、宋体)(一)封面(二)任务书(三)中文摘要(四)外文摘要(五)目录(六)正文(绪论、正文主体、结论)(七)参考文献(八)致谢(九)附录5、毕业设计进程安排序号内容要求完成时间1师生见面,下发毕业设计任务书、布置毕业设计------- 2011.6.282 前期准备完成毕业设计相关资料的收集、设计方案的确定假期3 元件选型参数、型号、数量2011.9.154 控制板原理图设计------- 2011.9.305 控制板PCB板设计与制作------- 2011.10.146 软件程序编写调试------- 2011.10.317 整机调试完成批定功能2011.11.108 毕业设计任务书编写毕业设计说明书在规定时间前上交指导教师处2011.11.259 毕业答辩及成绩评定------- 2011年12月6、毕业设计答辩及论文要求(小四、宋体)1毕业设计答辩要求答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。
数字式温度计的设计与制作
设计三数字式温度计的设计与制作一、目的和要求1.目的(1)通过本次综合设计,进一步了解智能传感与检测技术的基本原理、智能检测系统的建立和智能检测系统的设计过程。
(2)学生设计制作出数字式温度计,提高学生有关工程系统的程序设计能力,。
(3)进一步熟悉掌握单片机技术、c 语言、汇编语言等以及在智能检测设计中的应用。
2.要求(1)充分理解设计内容,并独立完成综合设计报告。
(2)综合设计报告要求:综合设计题目,综合设计具体内容及实现功能,结果分析、收获或不足,程序清单,参考资料。
二、实验设备及条件热电偶Easypro编程软件热电偶或智能传感器DS18B20Keil c安装盘PC机、剥线钳、面包板、镊子、导线、电源、示波器、万用表、频率计单片机及其外围电路所需元器件烙铁、焊接板等焊接工具万用表电源TEKTRONIX TDS1002 60MHZ示波器三、实验原理、内容本实验培养学生了解便携式数字仪表的制作,数字式显示仪表是一种以十进制数形式显示被测量值的仪表,与模拟式的显示仪表相比较,数字显示仪表具有读数直观方便,无读数误差准确度高,响应速度快,易于和计算机联机进行数据处理等优点。
数字式显示仪表的基本构成方式如下,图中各基本单元可以根据需要进行组合,以构成不同用途的数字式显示仪表。
将其中一个或几个电路制成专用功能模块电路,若干个模块组装起来,即可以制成一台完整的数字式显示仪表。
其核心部件是模拟/数字转换器,可以将输入的模拟信号转换成数字信号,以A/D转换器为中心,可将显示仪表内部分为模拟和数字两大部分。
仪表的模拟部分一般设有信号转换和放大电路,模拟切换开关等环节。
信号转换电路和放大电路的作用是将来自各种传感器或变换器的被测信号转换成一定范围内的电压值并放大到一定幅值,以供后续电路处理。
仪表的数字部分一般由计数器,译码器,时钟脉冲发生器,驱动显示电路以逻辑控制电路等组成。
经放大后的模拟信号由A/D转换器转换成相应的数字量后,译码,驱动,送到显示器件去进行数字显示。
数字温度计的设计与制作课件
3.2 温度检测电路
VCC接高电平,DQ端接单片机的 P3.4口,这里利用了P3.4口双向 I/O口作用,单片机从DS18B20 读取温度和报警温度,此时作为 输入口,当设置报警温度时单片 机向DS18B20内部存储器写入数 据,此时作为数据输出端口。DQ 与VCC之间需要一个电阻值约为 5KΩ的上拉电阻。
单
报警设备
片
机
(ADC0809)
1.2 方案二:采用数字温度芯片DS18B20
AT98C51 DS18B20
报警点温度设置
液 晶
感 器
温 度
显
主
示
控
单制 片器 机
报 警 设
备
传
二 系统器件的选择
2.1 单片机的选择
AT89S52为 ATMEL 所生 产的一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K在系统可编 程Flsah存储器。
3.3 液晶显示电路
在液晶显示电路的设计中选择具有单 向输出数据功能的P0端口向液晶显示 模块提供数据,P2.5、P2.6、P2.7口 作为控制液晶显示模块的端口,在PO 口上需要外加上拉电阻,才可以使液晶 显示模块正常显示。
3.4 报警电路设计
报警电路中使用P1.4-P1.7作为 控制按键输入端口,P1.0、P1.2 作为报警指示灯端口,P2.3作为 报警蜂鸣器端口,当它们对应的 端口为低电平时就会报警。
主要内容
一:设计方案选择 二:元器件的选择 三:设计过程 四:制作成果
一 设计方案选择
数字温度计的制作方法有很多种,最常见的有两种,一种 是利用热敏电阻测量温度的电路,另一种是利用数字温度 传感器DS18B20测量温度的电路。
1.1 方案一:采用热敏电阻
数字式温度计的设计和制作
► 对 NTC 热敏电阻数字体温计进行检验 通过升温,记录不同温度下电压表的示数和温度传感器的示数,对二者进行比较。
θ(℃) U(mV)
34.1
34.12
U-θ 0.02
- 11 -
数字式温度计的设计和制作 何安珣(09300190088)
五、实验数据和现象记录
1.测量 AD590 集成温度传感器的温度特性
► 确定 AD590 工作电压的范围 按照图 3 连接电路,电阻箱取 5,000Ω。改变电源电压值,记录数据如下:
U0(V) 1.53 3.02 3.51 4.00 4.51 6.00 7.51 9.08 10.52 12.05 13.51 15.00 16.50 18.00 19.52
2.NTC 热敏电阻
► 在恒定电流的情况下,研究 NTC 热敏电阻的零功率阻值与温度的关系。
图4 NTC 温度特性测量电路
按图4连接电路,ε取定值,R1和 R2取值相等。通过调节 R3是电压表示数为0,此时 R3
-5-
数字式温度计的设计和制作 何安珣(09300190088) 的值即为 NTC 的电阻值。记录下温度 T 和 R3的值,绘制 Rx-1/T 曲线。 ► 用 NTC 热敏电阻制作量程为35℃~42℃范围的数字体温计。
U-θ -0.12 -0.06 -0.17 -0.16 -0.06 0.05 -0.13 0.05 0.04 0.03 0.05 -0.10
表3
绘制 U-θ曲线:
80
70
60
U/mV
50
40
30
20
20
30
毕业设计-数字温度计设计与制作-毕设-温度计-论文
摘要本文主要介绍数字温度计的制作,主要用到的材料有单片机AT98C51,芯片控制温度传感器DS18B20,7段数码管。
利用proteus软件来设计制作电路板,汇编语言进行编译,使之能够进行温度的采集与输出。
在PCB上,布置一系列的芯片、电阻、电容等元件,通过PCB 上的导线相连,构成电路,一起实现温度计的功能。
通过完成温度传感器的设计,使我不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识,在软件编程、排版调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
关键词:温度计 AT89C51 DS18B20 硬件系统软件系统装订线目录一、引言 (1)二、数字温度计设计方案论证……………………………………………………………Y1. 单片机的选取……………………………………………………………………… Y2. 温度传感器的选取…………………………………………………………………… Y3. 系统最终选取方案…………………………………………………………………… Y三、方案的总体设计…………………………………………………………………… Y1. 方案框图……………………………………………………………………………… Y2. 方案具体组成图……………………………………………………………………… Y3. 硬件电路概述………………………………………………………………………… Y四、主要单元的设计……………………………………………………………………… Y1. 单片机主控模块………………………………………………………………………Y2. 温度采集模块………………………………………………………………………Y3. 数据显示模块…………………………………………………………………………Y4. 硬件电路图………………………………………………………………………Y五、系统算法分析…………………………………………………………………………Y1. 主程序………………………………………………………………………………Y2 . 读出温度子程序……………………………………………………………………Y3. 温度转换命令子程序………………………………………………………Y4. 计算温度子程序……………………………………………………………Y5. 显示数据刷新子程序………………………………………………………Y6. 软件程序……………………………………………………………………Y六、在综合毕业设计过程中解决了哪些疑难问题,是用什么方法和措施解决的………………………………………………………………………………………Y 七、还存在有哪些问题有待于改进………………………………………………Y 结论……………………………………………………………………………………Y 致谢……………………………………………………………………………………Y 参考文献………………………………………………………………………………Y 附录…………………………………………………………………………………………Y一、引言最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。
数字温度计的设计和制作实验报告
5
作R − (θ 以℃为单位)图并进行线性拟合得如下结果:
������
1
相关系数������ 2 = 0.99849; 斜率k1 = (1.040 ± 0.013) × 106 Ω℃; 截距b1 = (−105.5 ± 3.6) × 102 Ω; ∴ R = (1.040 ± 0.013) × 106 ������ + (−105.5 ± 3.6) × 102 ;
图 6:R − 关系图
������ 1 1
作R − ������ (T 以 K 为单位)图并进行线性拟合得如下结果: 相关系数������ 2 = 0.99703; 斜率������2 = (7.15 ± 0.13) × 107 ������ ∙ Ω; 截距������2 = (−2.13 ± 0.04) × 105 Ω; ∴ R = (7.15 ± 0.13) × 107 1 ������
一、 引言
利用温度传感器将对温度的测量转换为对电学量的测量是精确测温的常用方法。 热 敏电阻通常用半导体材料制成,分为负温度系数(NTC)热敏电阻和正温度系数(PTC) 热敏电阻两种。NTC 热敏电阻体积小,且其阻值随温度变化十分灵敏,因此被广泛应用 于温度测量、温度控制等 。本实验对 NTC 热敏电阻的温度特性进行了测量,并以 NTC 热敏电阻为测温元件,采用串联电路和非平衡电桥两种方法制作并校准数字体温计,实 现了一定温度范围内对温度的精确测量。
数字温度计的设计和制作
摘要:本文对负温度系数(NTC)热敏电阻的温度特性进行了研究,并以 NTC 热敏电阻 为测温元件, 采用串联电路和非平衡电桥两种方案制作量程为35℃~42℃的数字体温计, 并对其进行校准, 将温度转化为可测电学量。 制作的数字体温计电路简明, 精度较高 (误 差不超过0.1℃) ,达到了设计要求。 关键词:数字温度计、NTC 热敏电阻、温度特性
数字式温度计的设计和制作
数字式温度计的设计和制作11307110152倪源蔚本实验主要研究了AD590集成温度传感器和NTC 热敏电阻的温度特性,并以此设计制作了数字温度计并对其校准。
AD590 正常工作AD590 温度特性曲线的测量AD590温度计的制作与校准NTC 热敏电阻零功率电流确定NTC 温度特性曲线的测量NTC 温度计的制作与校准实验介绍比较电桥法与伏安法的异同电压范围的确定AD590输出电流与工作电压的关系U/VU 1/mVAD590 正常工作电压范围的确定AD590 温度特性曲线的测量AD590温度计的制作与校准NTC 热敏电阻零功率电流确定NTC温度特性曲线的测量制作与校准实验介绍θ/°CI/μAI = 1.043θ+275.5R = 0.9995AD590 正常工作电压范围的确定AD590 温度特性曲线的测量AD590温度计的NTC 热敏电阻零NTC温度特性曲线的测量NTC温度计的制作与校准实验介绍制作与校准功率电流确定I/μAR NTC /Ω热敏电阻电阻与电流关系NTC 热敏电阻与温度的关系AD590 正常工作电压范围的确定AD590 温度特性曲线的测量AD590温度计的制作与校准NTC 热敏电阻零功率电流确定NTC温度特性曲线的测量制作与校准实验介绍R/Ω1θ/1°CNTC 热敏电阻温度特性曲线R = 323.11θ– 2.867R=0.99913AD590 正常工作电压范围的确定AD590 温度特性曲线的测量AD590温度计的制作与校准NTC 热敏电阻零功率电流确定NTC温度特性曲线的测量制作与校准实验介绍R =R 0e K(1T −1T 0)ln R R 0=ln 1+R −R 0R 0≈R −R 0R 0ln R R 0=K(1T −1T 0)R =R 0K 1T −1T 0+1=B ′1T+A R =B 1θ+A NTC 热敏电阻温度计电路图U 0=R 0R ′+R 0+R NTC U U0 = R 0R ′+R 0+(B θ+A)U =R 0U (R ′+R 0+A)θ+B θR'+R 0+A = 0R 0U/B =1R 0=B/U=323.1ΩR ′=−A −R 0=2544Ωθ/°C U 1/mV U 1=1.044θ-2.4912R=0.99941R 0’=R 0/1.044=309.5Ω;(R’)’=20840Ω。
数字温度计的设计..
4 温度校准 将数字温度计分别置于0℃环境中(本课题将其置于低温 箱中) , 调节图 3 所示电路中的变阻器使数码管显示 00.0 , 从 而实现温度校准。
Байду номын сангаас
图1 数字温度计组成框
日常生活中, 温度的测量范围为 - 30 ~ 55℃, 精 度控制为 0.5℃, 因此本项目采用AD590单片集成 两端式感温电流源温度传感器、3.5 位 A /D 转 换 器ICL7107及4个八段数码管设计数字温度计。 ICL7107在进行模拟 / 数字信号转换的同时, 还 可直接驱动 LED 显示器, 其内部集成有双积分模数 转换器、BCD七段译码器、显示驱动器、 时钟和 参考源, 并具有自动调零和自动转换极性的性能。 数码管显示器显示格式为: XXX.X , 代表 1 位符号 位、 2 位整数温度值和1位小数温度值。
三、数字温度计的设计 1、数字温度计组成 数字温度计组成框图如图 1 所示, 它由温度传 感器、 A /D转换器和数码显示器等组成。温度传 感敏感环境温度, 并将温度信号转换为电压信号或 电流信号, A /D转换器将温度传感器输出的模拟信 号转换成数字信号, 此数字信号连接数码管, 以数字 方式实时显示温度。
2
数字温度计电路设计
3.1 AD590及其构成电压输出电路
3.1.1 AD590 AD590是半导体结效应式温度传感器,PN结正向压降的温度 系数为-2mV / ℃,利用硅热敏晶体管PN结的温度敏感特性测量温度 的变化测量温度,其测量温度范围为 - 50 ~ 150℃。AD590 输出电 流值 ( uA级 ) 等于绝对温度 ( 开尔文 ) 的度数。使用时一般需要将 电流值转换为电压值, 如图 2 所示。图中,UCC 为激励电压, 取值为 4 ~ 40 V; 输出电流 Io以绝对温度零度 - 273℃为基准, 温度每升高 1℃, 电流值增加1uA 。
数字温度计的设计与制作-
数字温度计的设计与制作【摘要】随着国民经济的发展,人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在日常生活以及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制,温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。
在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。
温度控制在生产过程中榨油相当大的比例。
温度测量是温度控制的基础,技术已经比较成熟。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出北侧温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用LED模块显示,能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
【关键词】温度测量 DSI8B20 AT89C51目录一、绪论 (6)(一)课题背景及意义 (6)(二)课题的研究与开发目的 (6)(三)本文的主要工作 (6)二、开发工具介绍 (6)(一) Proteus (6)(二) Keil (7)三、系统概述 (7)(一)方案一 (7)(二)方案二 (8)(三)系统设计原理 (8)(四) 系统组成 (8)(五) DS18B20温度传感器与单片机的借口电路 (9)四、系统软件设计 (10)(一)主程序设计 (10)(二)DS18B20初始化 (11)(三)数据测试 (12)(四)仿真结果 (12)五、结束部分 (15)(一)结语 (15)(二)致谢 (16)参考文献 (17)数字温度计的设计与制作一、绪论(一)课题背景及意义随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
数字温度计的设计说明
实验六数字温度计的设计一、设计目的通过电子技术的综合设计,熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作容和具体的设计方法。
通过设计有助于复习、巩固以往的学习容,达到灵活应用的目的。
设计完成后在实验室进行自行安装、调试,从而加强学生的动手能力。
在该过程中培养从事设计工作的整体概念。
二、设计要求1、利用所学的知识,通过上网或到图书馆查阅资料,完成数字温度计的设计;要求写出实验原理,画出原理功能框图,描述其功能。
2、需采用单片机STC15W404AS、NTC热敏电阻、共阳数码管等元器件进行设计,试确定设计方案详细工作原理,计算出参数。
3、技术指标:1)温度围: 0 --- +100℃; 误差≤± 2 ℃;2)选择设计方案;3)根据设计方案分析设计原理及写出详细的硬件电路设计过程;方案概要本设计是利用NTC热敏电阻MF52E-10K(B=3950)1%精度,作为温度传感器,其输出的信号通过STC15W404AS部AD进行模数转换,然后STC15W404AS对该温度数据进行处理,并由一个4位一体共阳数码管显示显示温度值。
实验报告要求原理、计算等)1、根据设计要求确定数字温度计方案,并完成电路设计,分别说明设计方案、电路工作原理:2、完成电路连接并进行数字温度计测试:参考设计电路图1 参考电路图表1元器件清单图2 参考电路图表2元器件清单图3 数码管引脚图参考程序:******************************************/#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟#include "STC15Fxxxx.H"/****************************** 用户定义宏***********************************/#define Timer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000)) //Timer 0 中断频率, 1000次/秒/*****************************************************************************/#define DIS_DOT 0x20#define DIS_BLACK 16#define DIS_ 17#define AD_Cha 2 //0-4通道/************* 本地常量声明**************/u8 code t_display[]={ //标准字库共阳// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,//black - H J K L N o P U t G Q r M y 0xff,0xBF,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1/*u8 code t_display[]={ //标准字库// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,//black - H J K L N o P U t G Q r M y 0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e, 0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1*/u8 code T_COM[]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; //位码/************* IO口定义**************/sbit P_HC595_SER = P4^0; //pin 14 SER data inputsbit P_HC595_RCLK = P5^4; //pin 12 RCLk store (latch) clocksbit P_HC595_SRCLK = P4^3; //pin 11 SRCLK Shift data clock/************* 本地变量声明**************/u8 LED8[8]; //显示缓冲u8 display_index; //显示位索引bit B_1ms; //1ms标志u8 offled;u16 msecond;/************* 本地函数声明**************/u16 get_temperature(u16 adc);u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel); //channel = 0~7void Delayms(u16 dlayT);void DisplayScan(void);/**********************************************/void main(void){u8 i,k;u16 j;P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口display_index = 4;offled = 0;P1ASF = 0x0F; //P1.0 P1.1 P1.2 P1.3做ADC ADC_CONTR = 0xE0; //90T, ADC power on CLK_DIV = CLK_DIV&0xDF; //CLK_DIV.5 ADRJ=0 AUXR = 0x80; //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload, TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256);TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);ET0 = 1; //Timer0 interrupt enableTR0 = 1; //Tiner0 runEA = 1; //打开总中断for(k=11;k>0;k--){for(i=0; i<4; i++) LED8[i] = k-1; //上电消隐Delayms(1000);}while(1){if(B_1ms) //1ms到{B_1ms = 0;if(++msecond >= 300) //300ms到{msecond = 0;j = Get_ADC10bitResult(AD_Cha); //参数0~7,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果, == 1024 为错误//j = 768;if(j < 1024){LED8[0] = j / 1000; //显示ADC值LED8[1] = (j % 1000) / 100;LED8[2] = (j % 100) / 10;LED8[3] = j % 10;if(LED8[0] == 0) LED8[0] = 16;}else //错误{for(i=0; i<4; i++) LED8[i] = 14;}j = Get_ADC10bitResult(3); //参数0~7,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果,== 1024 为错误j += Get_ADC10bitResult(3);j += Get_ADC10bitResult(3);j += Get_ADC10bitResult(3);if(j < 1024*4){LED8[0] = j / 1000; //显示ADC值LED8[1] = (j % 1000) / 100;LED8[2] = (j % 100) / 10;LED8[3] = j % 10;if(LED8[0] == 0) LED8[0] = DIS_BLACK;j = get_temperature(j); //计算温度值if(j >= 400) F0 = 0, j -= 400; //温度>= 0度else F0 = 1, j = 400 - j; //温度< 0度LED8[4] = j / 1000; //显示温度值LED8[5] = (j % 1000) / 100;LED8[6] = (j % 100) / 10 + DIS_DOT;LED8[7] = j % 10;if(LED8[4] == 0) LED8[4] = DIS_BLACK;if(F0) LED8[4] = DIS_; //显示-}else //错误{for(i=0; i<8; i++) LED8[i] = DIS_;}}}}}/**********************************************///========================================================================// 函数: u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel)// 描述: 查询法读一次ADC结果.// 参数: channel: 选择要转换的ADC.// 返回: 10位ADC结果.// 版本: V1.0, 2012-10-22//======================================================================== u16 Get_ADC10bitResult(u8 channel) //channel = 0~7ADC_RESL = 0;ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xe0) | 0x08 | channel; //start the ADCNOP(4);while((ADC_CONTR & 0x10) == 0) ; //wait for ADC finish ADC_CONTR &= ~0x10; //清除ADC结束标志return (((u16)ADC_RES << 2) | (ADC_RESL & 3));}// MF52E 10K at 25, B = 3950, ADC = 12 bitsu16 code temp_table[]={140, //;-40 0149, //;-39 1159, //;-38 2168, //;-37 3178, //;-36 4188, //;-35 5199, //;-34 6210, //;-33 7222, //;-32 8233, //;-31 9246, //;-30 10259, //;-29 11272, //;-28 12286, //;-27 13367, //;-22 18 385, //;-21 19 403, //;-20 20 423, //;-19 21 443, //;-18 22 464, //;-17 23 486, //;-16 24 509, //;-15 25 533, //;-14 26 558, //;-13 27 583, //;-12 28 610, //;-11 29 638, //;-10 30 667, //;-9 31 696, //;-8 32 727, //;-7 33 758, //;-6 34 791, //;-5 35 824, //;-4 36 858, //;-3 37 893, //;-2 38 929, //;-1 39 965, //;0 40 1003, //;1 41 1041, //;2 421243, //;7 47 1285, //;8 48 1328, //;9 49 1371, //;10 50 1414, //;11 51 1459, //;12 52 1503, //;13 53 1548, //;14 54 1593, //;15 55 1638, //;16 56 1684, //;17 57 1730, //;18 58 1775, //;19 59 1821, //;20 60 1867, //;21 61 1912, //;22 62 1958, //;23 63 2003, //;24 64 2048, //;25 65 2093, //;26 66 2137, //;27 67 2182, //;28 68 2225, //;29 69 2269, //;30 70 2312, //;31 712519, //;36 76 2559, //;37 77 2598, //;38 78 2637, //;39 79 2675, //;40 80 2712, //;41 81 2748, //;42 82 2784, //;43 83 2819, //;44 84 2853, //;45 85 2887, //;46 86 2920, //;47 87 2952, //;48 88 2984, //;49 89 3014, //;50 90 3044, //;51 91 3073, //;52 92 3102, //;53 93 3130, //;54 94 3157, //;55 95 3183, //;56 96 3209, //;57 97 3234, //;58 98 3259, //;59 99 3283, //;60 1003393, //;65 105 3413, //;66 106 3432, //;67 107 3452, //;68 108 3470, //;69 109 3488, //;70 110 3506, //;71 111 3523, //;72 112 3539, //;73 113 3555, //;74 114 3571, //;75 115 3586, //;76 116 3601, //;77 117 3615, //;78 118 3628, //;79 119 3642, //;80 120 3655, //;81 121 3667, //;82 122 3679, //;83 123 3691, //;84 124 3702, //;85 125 3714, //;86 126 3724, //;87 127 3735, //;88 128 3745, //;89 1293791, //;94 134 3799, //;95 135 3807, //;96 136 3815, //;97 137 3822, //;98 138 3830, //;99 139 3837, //;100 140 3844, //;101 141 3850, //;102 142 3857, //;103 143 3863, //;104 144 3869, //;105 145 3875, //;106 146 3881, //;107 147 3887, //;108 148 3892, //;109 149 3897, //;110 150 3902, //;111 151 3907, //;112 152 3912, //;113 153 3917, //;114 154 3921, //;115 155 3926, //;116 156 3930, //;117 157 3934, //;118 158};/******************** 计算温度***********************************************/ // 计算结果: 0对应-40.0度, 400对应0度, 625对应25.0度, 最大1600对应120.0度.// 为了通用, ADC输入为12bit的ADC值.// 电路和软件算法设计: Coody/**********************************************/#define D_SCALE 10 //结果放大倍数, 放大10倍就是保留一位小数u16 get_temperature(u16 adc){u16 code *p;u16 i;u8 j,k,min,max;adc = 4096 - adc; //Rt接地p = temp_table;if(adc < p[0]) return (0xfffe);if(adc > p[160]) return (0xffff);min = 0; //-40度max = 160; //120度for(j=0; j<5; j++) //对分查表{k = min / 2 + max / 2;if(adc <= p[k]) m ax = k;if(adc == p[min]) i = min * D_SCALE;else if(adc == p[max]) i = max * D_SCALE;else // min < temp < max{while(min <= max){min++;if(adc == p[min]) {i = min * D_SCALE; break;}else if(adc < p[min]){min--;i = p[min]; //minj = (adc - i) * D_SCALE / (p[min+1] - i);i = min;i *= D_SCALE;i += j;break;}}}return i;}void Delayms(u16 dlayT){u16 i,j;{_nop_();}}/********************** 显示扫描函数************************/void DisplayScan(void){u8 i;for(i=0;i<10;i++){P3=0xff;P1 = 0xff;}P3 = t_display[LED8[display_index]]; //输出段码P1 = T_COM[display_index]; //输出位码if(++display_index >= 8) display_index = 4; //8位结束回0}/********************** Timer0 1ms中断函数************************/ void timer0 (void) interrupt TIMER0_VECTOR{DisplayScan();//1ms扫描显示一位B_1ms = 1; //1ms标志}附件:1 、NTC热敏电阻原理及应用2、STC15Fxxxx.H程序头文件3、STC15.pdf单片机芯片资料(a 请仔细阅读第10章STC15系列A/D转换第863页b 第7章定时器/计数器第578页)4 、stc-isp-15xx-v6.80.exe程序烧写软件5、STC-ICE-VER2-chinese.DOC烧写软件使用说明书NTC热敏电阻原理及应用NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。
数字温度计设计-毕业设计
数字温度计设计学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要:在这个信息化高速发展的时代,单片机已经成为最经典的微控制器,单片机技术普及到我们的生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种较为成熟的技术,作为一名工科类学生,我们已经学习了单片机,就应该把它熟练的应用到我们的实际生活当中。
本文将要介绍一种单片机控制的数字温度计,这种温度计属于多功能温度计,它具有读数方便,测温范围广,测温准确,数字显示,适用范围宽等特点。
主要用于对测温要求比较准确的场所,或科研室使用,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,本温度计可以调整显示日期、时间,可设定最低、最高温度报警值。
测量温度超过设定的温度上、下限,启动蜂鸣器和指示灯报警。
温度显示稳定。
在实现温度显示的同时,能准确达到以上要求。
关键词:数码管显示数字温度计 DS18B20 AT89S51Design for digital thermometerAbstract: In the information age of high-speed development, SCM has become one of the most classic microcontroller, SCM technology spread to our lives, work, research, in various fields, has become a more mature technology, as an engineering student, we have studied the SCM, it should be a good application to our actual life. This paper will introduce a kind of microcontroller control of the digital thermometer, the thermometer belongs to the multi function thermometer, it has reading convenience, a wide range of temperature measurement, accurate temperature measurement, digital display, wide application range and other features. Mainly used for more accurate temperature measurement requirements of places, or scientific research room, the use of SCM AT89S51 controller design, the use of DS18B20 temperature sensor, the thermometer can adjust the display date, time, can set the minimum, maximum temperature alarm value. Measuring the temperature exceeds the set temperature, lower limit, start alarm buzzer and indicator light. Temperature stability. In the realization of temperature display at the same time, can accurately achieve the above requirements.Keywords:SCM digital control digital pipe display thermometer DS18B20 AT89S52 devices目录前言 (1)1 数字温度计设计方案的论证 (1)1.1 方案一 (1)1.2 方案二 (1)2 数字温度计详细设计 (2)2.1 主控制器AT89S51 (2)2.1.1 AT89S51的特点及特性: (2)2.1.2 管脚功能说明 (3)2.1.3 振荡器特性 (5)2.1.4 芯片擦除 (5)2.2 温度采集部分的设计 (5)2.2.1 温度传感器DS18B20 (5)2.2.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)2.3 显示部分电路设计 (12)2.3.1 74LS164引脚功能及特性 (12)2.3.2 显示电路 (13)2.4 报警电路的实现 (14)2.5 报警上、下限调整电路实现 (14)2.6 复位电路的实现 (14)3 系统软件设计 (15)3.1 主程序 (15)3.2 读出温度子程序 (16)3.3 温度转换命令子程序 (17)3.4 计算温度子程序 (18)3.5 显示数据刷新子程序 (19)3.6 系统的调试过程 (19)4 结束语 (20)附录1:程序清单 (21)附录2:整体设计原理图 (29)参考文献: (30)数字温度计设计前言随着人们生活水平的不断提高,单片机在我们的日常生活中越来越广泛,它带给人们的方便是不可否定的,不如说,数字温度计,现在人们对它的要求是越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术着手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
毕业设计(论文)-电子温度计的设计与制作
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)摘要数字温度计是一种利用数字显示温度的装置,与传统的水银温度计相比,它具有测温准确,显示直观等优点,因而得到了广泛的应用。
本文介绍了一种采用ICL7107三位半A/D转换器和集成温度传感器AD590的数字温度计的设计与制作,并对其方案选择,设计思路,以及功能和工作原理进行了详细的分析和论述。
经过实践验收测试,该温度计具有电路简单、读数方便、测温准确、精度高、测量范围广、低能耗等优点,设计方案正确可行,各项指标稳定可靠。
关键词:数字温度计;AD590;ICL7107-I-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)AbstractDigital thermometer is a device with digital display of temperature, compared with the conventional mercury thermometer, it has a temperature measurement accuracy, visual display, etc., which have been widely used.This paper presents a three and a half using ICL7107 A/D converter, and integrated temperature sensor AD590 digital thermometer design and production, and the program selection, design ideas, and the functions and working principle of a detailed analysis and discussion. After practice, acceptance testing, the thermometer has a simple circuit, easy reading, accurate temperature measurement, high precision, wide measurement range, low power, etc., design is correct and feasible, stable and reliable indicators.Keywords:Digital thermometer; AD590; ICL7107-II-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)1.1 课题背景 (5)1.2 课题的目的和意义 (5)1.3 课题的技术要求 (6)第2章系统设计与方案论证 (7)系统主体设计方案 (7)2.2 系统硬件电路的设计方案 (8)本章小结 (8)第3章系统单元电路的设计 (10)3.1 显示电路的设计 (10)3.1.1 数码管显示原理 (10)3.1.2 三位半数显表工作原理 (10)3.2 A/D转换电路的设计 (11)ICL7107 的特点与引脚功能 (11)ICL7107的工作原理 (13)3.3 测温电路的设计 (14)3.3.1 温标的基本概念 (14)3.3.2 温度传感器的比较与选择 (14)3.3.3 确定选择方案 (15)AD590工作原理 (16)3.4 积分电路的设计 (17)3.5 零点校准电路的设计 (18)3.6 沸点校准电路的设计 (19)3.7 时钟振荡电路的设计 (20)负5V供电电路的设计 (21)本章小结 (22)第4章整机电路的工作原理 (23)4.1 整机电路图 (23)-III-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)4.2 整机电路工作原理 (24)本章小结 (24)第5章系统的安装与调试 (24)5.1 电路的安装 (25)5.1.1 元件的检测 (25)5.1.2 整机的布线原则 (25)5.1.3 元件的组装 (25)5.2 电路的调试 (25)本章小结 (26)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (29)附录1 译文 (30)附录2 英文参考资料 (39)附录3 硬件实物图 (35)附录4 元件清单 (39)-IV-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)第1章绪论课题背景温度计是人类社会生产和生活中必不可少的一种测量装置,在农业、工业和各种高新技术领域的开发和研究中,温度也是一个非常关键的测量参数。
数字温度计的设计与制作报告(1)
电气与电子信息工程学院单片机课程设计设计题目:数字温度计的设计与制作专业班级:电子信息工程技术2013(1)班学号:201330230108 姓名:刘都君指导教师:李玉平章磊设计时间:2015/06/15~2015/06/27设计地点:K2—407单片机课程设计成绩评定表指导教师签字:李玉平、章磊2015年6 月28 日目录第一部分课程设计任务书 (3)第二部分课程设计 (5)一、整体功能要求 (5)1.1设计要求................................................................................... 错误!未定义书签。
二、整体方案设计 (5)三、设计框图 (5)四、硬件设计 (6)1.工作原理...................................................................................... 错误!未定义书签。
2.STC89C52单片机工作原理....................................................... 错误!未定义书签。
3.电路模块实现.............................................................................. 错误!未定义书签。
五、软件设计与调试 (16)1.程序流程图 (16)2、调试 (17)(1)建立工程和仿真图 (17)(2)keil软件调试结果................................................................ 错误!未定义书签。
(3)proteus软件仿真结果.......................................................... 错误!未定义书签。
数字温度计设计毕业设计(两篇)2024
数字温度计设计毕业设计(二)引言概述数字温度计是一种用于测量温度的电子设备,它通过传感器将温度转换为数字信号,然后显示在数字屏幕上。
本文将针对数字温度计的设计进行详细讨论,包括硬件设计和软件设计两个主要方面。
硬件设计部分将包括传感器选择、信号调理电路设计和数字显示设计;软件设计部分将包括嵌入式程序设计和用户界面设计。
通过本文的详细介绍,读者将能够了解到数字温度计的设计原理、设计流程和关键技术。
正文内容1. 传感器选择1.1 温度传感器类型1.2 温度传感器比较与选择1.3 温度传感器参数测试与校准2. 信号调理电路设计2.1 信号条件2.2 放大和滤波电路设计2.3 ADC(模数转换器)选型和使用3. 数字显示设计3.1 显示芯片选型和使用3.2 显示屏尺寸和分辨率选择3.3 显示内容设计和显示方式选择4. 嵌入式程序设计4.1 控制器选型和使用4.2 温度数据采集与处理4.3 温度数据存储和传输5. 用户界面设计5.1 按键和控制部分设计5.2 显示界面设计与实现5.3 温度单位与切换设计正文详细阐述1. 传感器选择1.1 温度传感器类型在数字温度计的设计中,可以选择多种温度传感器,包括热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。
本文将比较各种传感器的特点和适用范围,从而选择最合适的传感器。
1.2 温度传感器比较与选择通过比较热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器的精度、响应时间和成本等特点,结合设计需求和成本预算,选择最佳的温度传感器。
1.3 温度传感器参数测试与校准为了确保传感器的准确性,需要对其参数进行测试和校准。
本文将介绍传感器参数测试的方法和仪器,以及校准的步骤和标准。
2. 信号调理电路设计2.1 信号条件传感器输出的信号需要进行电平调整和滤波等处理,以便进一步处理和显示。
本文将介绍信号调理的基本原理和设计方法。
2.2 放大和滤波电路设计为了放大和滤波传感器输出的微弱信号,本文将介绍放大和滤波电路的设计原理和实现方法,包括运放、滤波器和滤波器的选型和参数设置。
电子班—G—穆翠—数字温度计设计与制作
毕业论文封面学号姓名班级电子1001班指导教师论文题目数字温度计设计与制作数字温度计设计与制作摘要本次设计主要介绍一种基于单片机控制的数字温度计,在硬件方面介绍单片机温度控制系统的设计,对硬件原理图做简洁的描述。
系统程序主要包括程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序。
软硬件分别调试完成后,将程序下载入单片机中,电路板接上电源,电源指示灯亮,按下开关按钮,数码管显示当前温度。
由于采用了智能温度传感器DS18B20,所以这次设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比的转换速率极快,进行读、写操作非常简便。
它具有数字化输出。
系统具有微型化、微功耗、测量密度高、功能强大等特点,加上DS18B20内部的差错检验,所以它的抗干扰能力强,性能可靠,结构简单。
本次设计产生的结果是能正常显示温度。
充分印证了设计的可靠性、可行性。
关键词:单片机控制 DS18B20 数码管目录第一章单片机的概述............................................................................................................................... - 0 -1.1选题背景 ..................................................................................................................................... - 0 -1.2单片机的简介.............................................................................................................................. - 0 -1.3 温度计的运用.............................................................................................................................. - 0 - 第二章测温仪设计方案........................................................................................................................... - 1 -2.1经过D/A转换后直接显示.......................................................................................................... - 1 -2.2基于单片机和DS18B20的温度测量仪..................................................................................... - 1 -2.3基于FPGA和热敏电阻pt100的温度测温仪 ........................................................................... - 2 - 第三章方案的分析与比较....................................................................................................................... - 3 -3.1温度传感器的比较....................................................................................................................... - 3 -3.2控制器的比较............................................................................................................................... - 3 - 第四章方案的实现 .................................................................................................................................. - 3 -4.1方案实现的原理.......................................................................................................................... - 3 -4.1.1单片机系统...................................................................................................................... - 4 -4.1.2 DS18B20工作原理.......................................................................................................... - 6 -4.1.3数码管工作原理............................................................................................................ - 13 -4.2方案电路原理图........................................................................................................................ - 15 -4.3仿真验证 ................................................................................................................................... - 17 - 心得体会 .................................................................................................................................................. - 20 - 致谢 .......................................................................................................................................................... - 21 - 参考文献 .................................................................................................................................................. - 25 -第一章单片机的概述1.1选题背景随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
体温计的设计与制作
目录1.绪论 (1)1.1课题的目的及意义 (1)1.2课题的发展趋势 (1)2. 方案的论证及选择 (1)2.1温度采集器件的选择 (1)2.1.1方案一用二极管 (1)2.1.2方案二用传感器 (2)2.2信号转换模块的选择 (2)2.2.1方案一用可编程器件A/D做转换器 (2)2.2.2方案二采用ICL7107做转换器 (2)2.3显示模块的选择 (3)2.3.1方案一采用液晶显示 (3)2.3.2方案二采用LED数码管进行显示 (3)2.4方案的总体设计 (3)2.4.1AD590传感器 (4)2.4.2信号的放大部分 (5)2.4.3模数转换器ICL7107的使用 (6)3 电路的设计及工作原理 (9)3.1温度传感及运算放大部分 (10)3.2模数转换及数码显示 (10)3.3电路相关元件及参数的设定 (12)4电路仿真调试及组装 (12)4.1电路的仿真 (13)4.2电路的组装 (15)5总结与体会 (15)6参考文献 (16)附:元件清单 (17)1.绪论随着人们生活水平的不断提高,自动化控制越来越重要,模电与数电的应用也越来越广泛。
数字体温计的设计与制作就是是运用电子技术的基础知识,先通过传感器采集温度信号转化为电信号,再把信号加以处理,运用A-D转化为数字信号通过显示器显示,从而直观的看到。
1.1课题的目的及意义在工作电源Vcc为+5V的条件下,采用AD590温度传感器测量温度,可用集成运放完成信号放大,再通过A-D转换器形成数字信号,用共阳或共阴七段LED数码管实现数显,完成对体温计的设计与制作。
数字温度计与传统温度计相比,具有结构简单、可靠性高、成本低、测量范围广、体积小、功耗低、显示直观等特点。
另外我们知道体温的准确测量十分重要,因此我们要非常重视。
1.2课题的发展趋势在所学的电子技术基础知识的基础上,我们只能运用传感器,集成运放,模数转换器,数显的方向实现体温计的制作。
基础课程设计-数显温度计设计与制作
基础课程设计-数显温度计设计与制作2020-12-12【关键字】方案、情况、设想、思路、方法、条件、空间、模式、行动、监测、运行、传统、问题、系统、有效、继续、充分、整体、现代、合理、快速、保持、发展、发现、掌握、规律、特点、关键、稳定、思想、基础、需要、环境、工程、体系、能力、方式、作用、标准、结构、水平、任务、反映、速度、关系、设置、检验、分析、简化、借鉴、调节、逐步、形成、拓展、丰富、规划、保证、确保、指导、强化、帮助、教育、解决、调整、完善、方向、扩大、实现、提高、核心、智能化设计课题:数显温度计设计与制作专业班级:09级电子信息工程2班设计时间: 2011年10月10日—12月28日目录一、结构设计方案选择 (3)方案一:汽车尾灯电设计与制作………………………………………...3方案二:数显温度计设计与制作 (5)方案比较与选择.............................................................................................. (6)二、摘要 (7)三、设计任务与要求 (8)四、单元电路设计、参数计算及元器件...........................9温度采样电路部分 (9)A/D转换的设计部分 (10)数码管的驱动部分 (11)五、总原理图及元器件清单 (11)六、安装与调试 (13)温度的采样电路部分 (13)A/D部分 (13)数字电压表的设计部分 (14)数码管的驱动部分................................................................................. (14)七、性能测试 (14)八、主要参考文献 (15)九、实验总结及拓展分析 (15)十、心得与体会 (16)一、制作设计方案选择方案一:汽车尾灯的设计与制作一、设计任务与制作假设汽车尾部左右两侧各有4个指示灯(用发光二极管模拟)有四种显示模式如下:1.汽车正常运行时指示灯全灭;2.右转弯时,右侧4个指示灯按右循环顺序点亮,每灯只亮0.5秒;3.左转弯时,左侧4个指示灯按左循环顺序点亮,每灯只亮0.5秒;4.临时刹车时左右两侧所有指示灯同时闪烁。
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数字温度计的设计与制作【摘要】随着国民经济的发展,人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在日常生活以及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制,温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。
在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。
温度控制在生产过程中榨油相当大的比例。
温度测量是温度控制的基础,技术已经比较成熟。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出北侧温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用LED模块显示,能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
【关键词】温度测量DSI8B20 AT89C51目录一、绪论 (6)(一)课题背景及意义 (6)(二)课题的研究与开发目的 (6)(三)本文的主要工作 (6)二、开发工具介绍 (6)(一) Proteus (6)(二) Keil (7)三、系统概述 (7)(一)方案一 (7)(二)方案二 (8)(三)系统设计原理 (8)(四) 系统组成 (8)(五) DS18B20温度传感器与单片机的借口电路 (9)四、系统软件设计 (10)(一)主程序设计 (10)(二)DS18B20初始化 (11)(三)数据测试 (12)(四)仿真结果 (12)五、结束部分 (12)(一)结语 (12)(二)致谢 (12)参考文献 (14)数字温度计的设计与制作一、绪论(一)课题背景及意义随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
传统的温度采集方法不仅费时费力,而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
然而所采用的测温元件和测量方法也不相同;产品的工艺不同,控制温度的精度也不相同。
因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。
传统的控制方式以不能满足高精度,高速度的控制要求,如温度控制表温度接触器,其主要缺点是温度波动范围大,由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的,受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制,通断频率很低。
近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式,如:PID控制,模糊控制,神经网络及遗传算法控制等。
这些控制技术大大的提高了控制精度,不但使控制变得简便,而且使产品的质量更好,降低了产品的成本,提高了生产效率。
本系统所使用的加热器件是电炉丝,功率为三千瓦,要求温度在400~1000℃。
静态控制精度为2.43℃。
本设计使用单片机作为核心进行控制。
单片机具有集成度高,通用性好,功能强,特别是体积小,重量轻,耗能低,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便等独特优点,在数字、智能化方面有广泛的用途。
(二)课题的研究与开发目的1. 巩固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
2. 培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力。
3. 通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法、内容及步骤。
(三)本文的主要工作本课题的研究重点是设计一种基于单片机的数字温度计控制系统。
利用数字温度传感器DS18B20,此传感器课读取被测量温度值,进行转换。
主要工作如下:1. 温度测试基本范围0℃—100℃。
2. 精度误差小于1℃。
3. LED液晶显示。
4. 可以设定温度的上下限报警功能。
5. 实现报警提示。
二、开发工具介绍(一) ProteusProteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA 工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
该软件的特点是:1. 实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合,具有模拟电路仿真、数字电路仿真、各种单片机(51系列、AVR、PIG等常用的MCU)及其外围电路(如LCD、RAM、ROM、键盘、LED、A/D、D/A……)组成的系统仿真。
2. 提供了多种虚拟仪器。
如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等,调试非常方便。
3. 提供软件调试功能,同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil等软件。
4. 具有强大的原理图绘制功能。
Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。
因此在仿真和程序调试时,关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变,而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。
对于这样的仿真实验.从某种意义上讲,是弥补了.实验和工程应用阉脱节的矛盾和现象。
同时,当硬件调试成功后,利用Proteus ARES软件,很容易获得其PCB图,为今后的制造提供了方便。
(二) KeilKeil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。
用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。
另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
Keil C51软件是一个基于32位Windows环境的应用程序,支持C语言和汇编语言编程,其6.0以上的版本将编译和仿真软件统一为μVision(通常称为μV2)。
Keil提供包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,由以下几部分组成:μVision IDE集成开发环境C51编译器、A51汇编器、LIB51库管理器、BL51连接/定位器、OH51目标文件生成器以及 Monitor-51、RTX51实时操作系统。
三、系统概述(一)方案一采用热电偶温差电路测温,温度检测部分可以使用低温热偶,热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成,热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。
通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压,便可推断出检测结点的温度。
数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D 转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。
热电偶的优点是工作温度范围非常宽,且体积小,但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点,并且这种设计需要用到A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。
系统主要包括对A/D0809 的数据采集,自动手动工作方式检测,温度的显示等,这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。
此外还有复位电路,晶振电路,启动电路等。
故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片,处理芯片为51 芯片,执行机构有4 位数码管、报警器等。
系统框图如图3-1所示。
图3-1 热电偶温差电路测温系统框图(二)方案二采用数字温度芯片DS18B20 测量温度,输出信号全数字化。
便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路。
且该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好。
在0—100 摄氏度时,最大线形偏差小于1 摄氏度。
DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS18B20和微控制器AT89S51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。
这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大。
采用51 单片机控制,软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制,而且体积小,硬件实现简单,安装方便。
既可以单独对多DS18B20控制工作,还可以与PC 机通信上传数据,另外AT89S51 在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
该系统利用AT89S51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示,能够实现快速测量环境温度,并可以根据需要设定上下限报警温度。
该系统扩展性非常强,它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据,在数据处理同时显示时间,并可以利用AT24C16芯片作为存储器件,以此来对某些时间点的温度数据进行存储,利用键盘来进行调时和温度查询,获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信,方便的采集和整理时间温度数据。
从以上两种方案,容易看出方案一的测温装置可测温度范围宽、体积小,但是线性误差较大。
方案二的测温装置电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单,故本次设计采用了方案二。